毫無疑問,陸安推動(dòng)開發(fā)的固態(tài)晶格能量電池放在當(dāng)代,在電池領(lǐng)域是具有劃時(shí)代意義的革命性產(chǎn)品。
它的優(yōu)勢(shì)很多,高能量密度、超快充電能力、高安全性。
固態(tài)電解質(zhì)不易燃、不漏液;液態(tài)負(fù)極無枝晶;結(jié)構(gòu)自適應(yīng)無界面失效風(fēng)險(xiǎn);以及長(zhǎng)循環(huán)壽命。
電池的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)能有效緩解體積變化應(yīng)力,正極材料被拓?fù)涔羌芊€(wěn)定,液態(tài)負(fù)極無粉化。
還具備寬溫域工作優(yōu)勢(shì),固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)金屬能在寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。
此外,在設(shè)計(jì)上也具備靈活性,可設(shè)計(jì)成各種形狀,這得益于固態(tài)和液態(tài)金屬的自適應(yīng)特性。
不過固態(tài)晶格能量電池也不是一點(diǎn)劣勢(shì)都沒有。
首當(dāng)其沖的就是制造成本高,mtged工藝極其復(fù)雜、耗時(shí)、耗能,需要昂貴的設(shè)備和環(huán)境控制。
材料成本也高。
鎵、銦等諸多特定稀土元素、精密制造的拓?fù)洳牧铣杀靖甙骸?
不過好在稀土材料這玩意兒,國(guó)內(nèi)的供應(yīng)沒有問題,也不用擔(dān)心會(huì)被人卡稀土材料的脖子,反而能用稀土這張王牌卡別人的脖子。
液態(tài)金屬控制盡管有集流體約束,但在極端物理沖擊下,也可能發(fā)生較大位移導(dǎo)致局部短路或失效,需要精密的電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制液態(tài)金屬的分布。
需要確保液態(tài)金屬合金、拓?fù)潆娊赓|(zhì)、正極材料之間在長(zhǎng)期循環(huán)和極端條件下的化學(xué)兼容性。這就要求非常薄的、人工設(shè)計(jì)的鈍化界面層。
除了成本高昂以外,大規(guī)模生產(chǎn)難度也不小,mtged工藝的吞吐量是不小的挑戰(zhàn)。
可以確定的是,固態(tài)晶格能量電池在初期僅用于航空航天、頂級(jí)軍事裝備或部分奢侈品領(lǐng)域。
還有一個(gè)劣勢(shì)就是回收困難,其復(fù)雜的材料組成和結(jié)構(gòu),使得回收再利用工藝異常困難,不具備回收再利用價(jià)值,基本上是直接報(bào)廢處理。
固態(tài)晶格能量電池一旦實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,將會(huì)對(duì)一系列需要用電的設(shè)備迎來質(zhì)的飛躍。
在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,目前電動(dòng)汽車的續(xù)航里程是制約其普及的重要因素之一,第一代固態(tài)晶格能量電池能達(dá)到2500至3000whkg的能量密度,若電動(dòng)汽車使用該電池,續(xù)航將輕松突破5000公里,充電如加油般快捷,徹底解決里程焦慮,無懼嚴(yán)寒酷暑和燃燒爆炸。
在航空航天領(lǐng)域,電池的能量密度至關(guān)重要,高能量密度電池可以使無人機(jī)、電動(dòng)飛機(jī)等飛行器的續(xù)航時(shí)間、飛行距離大幅增加。
例如,電動(dòng)飛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的飛行,甚至有望實(shí)現(xiàn)跨洋電動(dòng)飛行。此外,無人機(jī)的續(xù)航能力也將大幅提升,使其在物流、測(cè)繪、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域更具應(yīng)用價(jià)值。
在深空探測(cè)、軌道衛(wèi)星的能源支持上也能大放異彩。
在消費(fèi)電子領(lǐng)域也會(huì)引領(lǐng)諸多便攜設(shè)備革命性飛躍,如智能手機(jī)、智能平板、筆記本電腦等便攜移動(dòng)設(shè)備的電池續(xù)航一直是用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。
如果采用2500至3000whkg的固態(tài)晶格能量電池,設(shè)備的續(xù)航時(shí)間將成倍延長(zhǎng)。
當(dāng)下市面上的智能手機(jī)旗艦機(jī)的電池容量約為4000mah,能量密度為200whkg。如果搭載了固態(tài)晶格能量電池,能量密度提升到2500至3000whkg,手機(jī)以最耗電的方式使用也能連續(xù)使用數(shù)天甚至以周計(jì)算。
可穿戴設(shè)備的續(xù)航能力也能大幅飆升,這些設(shè)備通常對(duì)電池體積和重量有嚴(yán)格限制,固態(tài)晶格能量電池可以在不增加設(shè)備體積重量的情況下,提供更長(zhǎng)的使用時(shí)間。
在軍事與特種應(yīng)用領(lǐng)域,固態(tài)晶格能量電池可以為軍用無人機(jī)、單兵裝備、無人車輛等提供更強(qiáng)大的動(dòng)力支持。
軍用無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間和作戰(zhàn)半徑將大幅增加,單兵裝備的電池續(xù)航能力大幅提升,可以減少士兵的后勤負(fù)擔(dān)。
對(duì)于深海探測(cè)設(shè)備和水下無人潛航器,固態(tài)晶格能量電池可以提供更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間和更深的潛航深度,這將有助于提高深??茖W(xué)研究和軍事應(yīng)用的效率。
也包括激光武器也能大放異彩,部署高機(jī)動(dòng)性的激光武器將不再是理論層面的東西,比如將激光武器搭載在車輛等移動(dòng)載具上,具備更強(qiáng)的隱蔽性和高機(jī)動(dòng)性。
陸安搞固態(tài)晶格能量電池就是為了解決軍工裝備的續(xù)航問題,解決自家公司搞的武裝人形機(jī)器人的續(xù)航。
但把這個(gè)科技樹點(diǎn)亮,那可是能夠在一系列跨領(lǐng)域的設(shè)備迎來史詩級(jí)大升級(jí),影響的就不是一個(gè)兩個(gè)行業(yè)。
如果固態(tài)晶格能量電池能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化,得到廣泛應(yīng)用,將極大的提升電動(dòng)汽車、航空航天、消費(fèi)電子設(shè)備等的性能和續(xù)航能力,推動(dòng)這些關(guān)聯(lián)行業(yè)的快速發(fā)展。
也會(huì)創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會(huì),并促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)和轉(zhuǎn)型。
例如,電動(dòng)汽車的普及將帶動(dòng)電池制造、充電樁建設(shè)、智能電網(wǎng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)、軍事與特種應(yīng)用等領(lǐng)域也發(fā)揮極為重要的作用。
不過眼下短時(shí)間內(nèi),要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用普及還為時(shí)尚早,因?yàn)楣虘B(tài)晶格能量電池的成本很高,民用產(chǎn)品還承受不起這個(gè)價(jià)格。
陸安也沒打算太快推進(jìn)民用普及,因?yàn)樵缰强噩F(xiàn)在的體量還沒有成長(zhǎng)起來。
等體量成長(zhǎng)到了陸安覺得可以的時(shí)候,就會(huì)推動(dòng)固態(tài)晶格能量電池成本大幅下降,目前拿出來的這套技術(shù)方案,其實(shí)就是有意抬高了成本,使其先在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用。
不過,只要固態(tài)晶格能量電池造出來了,肯定也會(huì)在民間少部分使用,成為奢侈品。
比如一些有錢人不在乎價(jià)錢的,愿意出高價(jià)私人定制固態(tài)晶格能量電池用在自己的手機(jī)、筆記本電腦身上,也包括部分私人豪華電動(dòng)汽車會(huì)高價(jià)定制固態(tài)晶格能量電池。
特斯拉電動(dòng)汽車model-s的電池重量達(dá)到了588公斤,充滿電85度。
如果采用陸安設(shè)計(jì)開發(fā)的固態(tài)晶格能量電池,以3000whkg能量密度為標(biāo)準(zhǔn),電池重量若是按照588公斤計(jì)算,充滿電將會(huì)達(dá)到不可思議的1765度電,是model-s現(xiàn)用電池的20倍有余。
而如果是只要求達(dá)到85度電,那么電池的重量能直降到僅有28公斤左右。
目前元界智控開發(fā)的武裝機(jī)器人所搭載的電池,滿電量是10.5度電,重量達(dá)到了85千克。
若換成固態(tài)晶格能量電池,能量密度是3000whkg,電池重量就只需要3.5千克左右即可以儲(chǔ)能10.5度電。
若電池重量達(dá)到85千克,那么充滿電后的儲(chǔ)能可以達(dá)到255度電。
由此可以得出,武裝機(jī)器人的續(xù)航時(shí)間能夠從原本的2小時(shí)擴(kuò)大到48.5小時(shí),也就是足足2天的續(xù)航時(shí)間。
如果武裝機(jī)器人再額外負(fù)重兩塊備用電池組,那么續(xù)航時(shí)長(zhǎng)能夠延長(zhǎng)到6天。
顯然,這怎么都?jí)蛴昧恕?
換句話說,完全可以騰出更多的負(fù)重,帶一塊備用電池就行,那就可以騰出85千克的負(fù)重,多出來的負(fù)重可以搭載更多裝備彈藥提供更兇猛火力。
如果只是打閃電戰(zhàn),一塊備用電池都不需要攜帶,極大的提高負(fù)重容錯(cuò)率,意味著可以根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)需要靈活部署調(diào)整。
固態(tài)晶格能量電池的整套技術(shù)方案都在陸安的腦子里成型,不過他沒有一股腦的全搞出來,而是計(jì)劃用三到六個(gè)月左右的時(shí)間把完整的技術(shù)方案推到100%進(jìn)度。
要是一下子全解決了,直接整套方案搞出來也過于變態(tài),其實(shí)小半年時(shí)間就搞定,也很變態(tài)。
擱在別的技術(shù)團(tuán)隊(duì),給他們十年甚至二十年時(shí)間都未必搞得出來。
在接下來的日子,陸安一點(diǎn)一點(diǎn)的把固態(tài)晶格能量電池的技術(shù)像拼圖一樣把技術(shù)方案逐步完善,進(jìn)度也是穩(wěn)穩(wěn)地控制著。
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